CN220775785U - 多频率信号解调器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多频率信号解调器，应用于设有接收机和主控计算机的导航系统，所述解调器包括控制电路、脉冲信号转换电路和信号输出电路；所述脉冲信号转换电路的输入端与所述导航系统中的所述接收机的输出端电连接，所述脉冲信号转换电路的输出端与所述控制电路的输入端电连接，所述控制电路的输出端与所述信号输出电路的输入端电连接，所述信号输出电路的输出端与所述导航系统中的所述主控计算机电连接。本实用新型实现了导航系统中多个频率的脉冲信号的解调，不受频率数量的局限，结构简单，节省了电路器件，可以很大程度地做到优化电路结构和成品体积，便于整个导航系统中电子装置的集成化。
Description
技术领域
本实用新型涉及导航电子装置领域，具体涉及一种多频率信号解调器。
背景技术
在导航系统的电子装置中，通常会用到电脉冲信号解调器。如飞行器的导航电子装置中，需要设置电脉冲信号解调器，将接收机(用于检测飞行器的位置坐标)传输的电脉冲信号(该信号含有飞行器的位置坐标信息)转换成电压相关参数，实现脉冲信号的解调，再基于该电压相关参数来实现飞行器的定位和位姿校正。
在上述导航电子装置中，接收机传输的电脉冲信号通常为多频率的电脉冲信号，目前其配置的电脉冲信号解调器，主要是通过硬件选通的方式，将多频率的电脉冲信号分别转换成电压信号，进而实现脉冲信号的解调。这种电脉冲信号解调器的结构框架如图1所示，利用四个频率1选通放大器分别接入对应频率下的电脉冲信号，每个频率下的电脉冲信号再依次利用比较器、标定装置、低通滤波器等模块来转换成对应的电压信号，如图1中的四路电压信号+Uy、-Uy、+Uz和-Uz(与四个频率下电脉冲信号一一对应)。尽管这种电脉冲信号解调器可以实现信号解调以便实现导航功能，但电路器件多，成品体积大，不利于集成化。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种多频率信号解调器，以解决现有导航电子装置所配置的电脉冲信号解调器电路器件多、成品体积大和不利于集成化的问题。
本实用新型提供了一种多频率信号解调器，应用于设有接收机和主控计算机的导航系统，所述解调器包括控制电路、脉冲信号转换电路和信号输出电路；
所述脉冲信号转换电路的输入端与所述导航系统中的所述接收机的输出端电连接，所述脉冲信号转换电路的输出端与所述控制电路的输入端电连接，所述控制电路的输出端与所述信号输出电路的输入端电连接，所述信号输出电路的输出端与所述导航系统中的所述主控计算机电连接。
可选地，所述脉冲信号转换电路包括整形子电路和电平转换子电路；
所述整形子电路的输入端与所述接收机的输出端电连接，所述整形子电路的输出端通过所述电平转换子电路与所述控制电路的输入端电连接。
可选地，所述整形子电路包括由六反相器组成的单施密特触发缓冲器。
可选地，所述六反相器具体采用74HC04型号的六反相器。
可选地，所述电平转换子电路包括逻辑电平转换芯片。
可选地，所述逻辑电平转换芯片具体采用74LVC8T245型号的转换芯片。
可选地，所述信号输出电路具体为SPI接口电路。
可选地，所述解调器还包括电源电路；
所述电源电路的输入端与外部系统电源电连接，所述电源电路的输出端与所述脉冲信号转换电路的输入端、所述控制电路的输入端和所述信号输出电路的输入端均电连接。
可选地，所述解调器还包括看门狗电路；
所述看门狗电路与所述控制电路电连接。
可选地，所述控制电路具体采用型号的单片机。
本实用新型的有益效果：利用脉冲信号转换电路获取接收机传输的多频率的脉冲信号，实现整个解调器的信号接收，利用该脉冲信号转换电路将该多个频率的脉冲信号进行转换，转换成频率不变的电平信号并送至控制电路进行处理，控制电路将处理得到的信号通过信号输出电路传输至主控计算机，实现了多频率脉冲信号的解调；
本实用新型的多频率信号解调器，实现了导航系统中多个频率的脉冲信号的解调，不受频率数量的局限，结构简单，节省了电路器件，可以很大程度地做到优化电路结构和成品体积，便于整个导航系统中电子装置的集成化。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：
图1示出了现有技术中电脉冲信号解调器的结构图；
图2示出了本实用新型实施例中一种多频率信号解调器的结构图；
图3示出了本实用新型实施例中另一种多频率信号解调器的结构图；
图4示出了本实用新型实施例中整形子电路的结构图；
图5示出了本实用新型实施例中电平转换子电路的结构图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图2所示，一种多频率信号解调器，应用于设有接收机和主控计算机的导航系统，所述解调器包括控制电路、脉冲信号转换电路和信号输出电路；
所述脉冲信号转换电路的输入端与所述导航系统中的所述接收机的输出端电连接，所述脉冲信号转换电路的输出端与所述控制电路的输入端电连接，所述控制电路的输出端与所述信号输出电路的输入端电连接，所述信号输出电路的输出端与所述导航系统中的所述主控计算机电连接。
本实施例的多频率信号解调器，实现了导航系统中多个频率的脉冲信号的解调，不受频率数量的局限，结构简单，节省了电路器件，可以很大程度地做到优化电路结构和成品体积，便于整个导航系统中电子装置的集成化。
本实施例上述各电路的功能如下：
所述脉冲信号转换电路用于接入接收机传输的多频率的脉冲信号，并将该多个频率的脉冲信号分别进行转换，转换成频率不变的多个电平信号，将该多个电平信号传输至控制电路；
所述控制电路用于对接收到的每个电平信号进行处理，得到每个脉冲信号中的位置坐标信息；
所述信号输出电路用于将所有脉冲信号中的位置坐标信息传输至主控计算机中。
需要说明的是，本实用新型是通过对电脉冲信号解调器的硬件电路和各硬件电路之间的电连接关系进行改进，以导航系统中的信号解调，不涉及计算机程序的改进。其中，控制电路对接收到的每个电平信号进行处理，得到每个脉冲信号中的位置坐标信息，其中所涉及的计算机程序采用现有的计算机程序，预先将相应的计算机程序存储在控制电路的存储器或存储区中。
优选地，如图3所示，所述脉冲信号转换电路包括整形子电路和电平转换子电路；
所述整形子电路的输入端与所述接收机的输出端电连接，所述整形子电路的输出端通过所述电平转换子电路与所述控制电路的输入端电连接。
整形子电路用于对多个频率下的脉冲信号分别进行信号整形，得到频率不变的逻辑电平信号；电平转换子电路用于对每个逻辑电平信号分别进行转换，得到对应的TTL电平信号；通过上述结构的脉冲信号转换电路，实现多频率的脉冲信号的整形与电平转换，进而得到频率不变的TTL电平信号，便于控制电路进行处理，进而实现信号解调。
具体地，导航系统的接收机包括限幅器、放大器和门限电路，如图1所示，整形子电路的输入端与门限电路的输出端电连接。上述限幅器、放大器和门限电路均为导航系统(如飞行器)中接收机的常规结构，此处不再赘述。
优选地，所述整形子电路包括由六反相器组成的单施密特触发缓冲器。
通过由六反相器组成的单施密特缓冲器，能够将变化非常缓慢的电脉冲信号，整形成适用于数字电路需要的矩形脉冲，即需要的电压信号，并送入后级的电平转换子电路中，具有很强的抗干扰性，整形效果好。
具体地，如图4所示，本实施例中所述六反相器具体采用74HC04型号的六反相器。
通过上述结构和型号的整形子电路，能将A端(即图4中的1A～6A引脚)输入的脉冲信号整形成边沿陡峭的矩形脉冲信号，并通过Y端(即图4中的1Y～6Y)输出，基于该整形后的矩形脉冲信号，便于后续转换成控制电路能够进行处理的TTL电平信号。
在图4中，六反相器的电源输入引脚VCC与电路供电端电连接，接地引脚接地。
优选地，所述电平转换子电路包括逻辑电平转换芯片。
具体地，如图5所示，本实施例中所述逻辑电平转换芯片具体采用74LVC8T245型号的转换芯片。
矩形脉冲信号为逻辑电平信号，通过上述结构和型号的整形子电路，能将整形子电路输出的矩形脉冲信号转换成TTL电平信号，便于后续控制电路来处理，实现信号解调。
在图5中，A1～A8中的6个引脚与图4中的1Y～6Y引脚相连接，并通过B1～B8中的6个引脚输出，得到TTL电平信号。
如图5所示，电平转换子电路还包括电容C1和电容C2，逻辑电平转换芯片的VCCA引脚和DIR引脚均与电路供电端电连接，逻辑电平转换芯片的VCCB1引脚和VCCB2引脚均与+5V供电端电连接，电容C1的第一端连接在逻辑电平转换芯片的VCCA引脚与电路供电端之间的公共连接端上，电容C2的第一端连接在逻辑电平转换芯片的VCCB1引脚与+5V供电端之间的公共连接端上，电容C1的第二端和电容C2的第二端均接地。
优选地，所述控制电路包括单片机。
通过单片机(简称MCU)能实现多个TTL电平信号的处理，进而得到其中所包含的位置坐标信息，以便导航系统中主控计算机基于该位置坐标信息来实现导航。其中，单片机可根据实际情况选择现有技术中的合适的型号，此处不再列举。
优选地，所述信号输出电路具体为SPI接口电路。
SPI接口电路是一种同步串行外设接口，为符合SPI总线协议的接口，它可以使控制电路(主要是指单片机MCU)与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。SPI接口可直接与各种类型的多种标准外围器件相连，包括FLASHRAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器等。该接口一般使用4条线:串行时钟线(SCLK)、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOSI和低电平有效的从机选择线NSS，通过该4条线与主控计算机进行数据通信，接收主控计算机的数据请求指令，向主控计算机传输控制电路输出的信号。
优选地，如图3所示，所述解调器还包括电源电路；
所述电源电路的输入端与外部系统电源电连接，所述电源电路的输出端与所述脉冲信号转换电路的输入端、所述控制电路的输入端和所述信号输出电路的输入端均电连接。
通过电源电路的输入端与外部系统电源电连接，接入直流电源(例如9V～16V)，再经过电源电路整流、滤波、变压等输出稳定的直流电压(如5V)，给解调器中其他电路(包括脉冲信号转换电路、控制电路和信号输出电路)供电，确保其他各电路能正常工作。
具体地，本实施例中电源电路可根据实际情况选择合适的常规电路设计，此处不作限制。
优选地，如图3所示，所述解调器还包括看门狗电路；
所述看门狗电路与所述控制电路电连接。
看门狗电路为一个独立的计时单元，与控制电路电连接，在控制电路上电后即启动，可定时接收控制电路的喂狗信号，一旦控制电路中的主程序崩溃或出现死循环，未接收到喂狗信号，其计数变为0产生中断，引起控制电路的系统复位。通过该看门狗电路，能够监控控制电路的运行，提升整个解调器的可靠性。
同理，本实施例中看门狗电路可根据实际情况选择合适的常规电路设计，此处不作限制。
虽然结合附图描述了本实用新型的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (9)
1.一种多频率信号解调器，应用于设有接收机和主控计算机的导航系统，其特征在于，所述解调器包括控制电路、脉冲信号转换电路和信号输出电路；
所述脉冲信号转换电路的输入端与所述导航系统中的所述接收机的输出端电连接，所述脉冲信号转换电路的输出端与所述控制电路的输入端电连接，所述控制电路的输出端与所述信号输出电路的输入端电连接，所述信号输出电路的输出端与所述导航系统中的所述主控计算机电连接。
2.根据权利要求1所述的多频率信号解调器，其特征在于，所述脉冲信号转换电路包括整形子电路和电平转换子电路；
所述整形子电路的输入端与所述接收机的输出端电连接，所述整形子电路的输出端通过所述电平转换子电路与所述控制电路的输入端电连接。
3.根据权利要求2所述的多频率信号解调器，其特征在于，所述整形子电路包括由六反相器组成的单施密特触发缓冲器。
4.根据权利要求3所述的多频率信号解调器，其特征在于，所述六反相器具体采用74HC04型号的六反相器。
5.根据权利要求2所述的多频率信号解调器，其特征在于，所述电平转换子电路包括逻辑电平转换芯片。
6.根据权利要求5所述的多频率信号解调器，其特征在于，所述逻辑电平转换芯片具体采用74LVC8T245型号的转换芯片。
7.根据权利要求1所述的多频率信号解调器，其特征在于，所述信号输出电路具体为SPI接口电路。
8.根据权利要求1所述的多频率信号解调器，其特征在于，所述解调器还包括电源电路；
所述电源电路的输入端与外部系统电源电连接，所述电源电路的输出端与所述脉冲信号转换电路的输入端、所述控制电路的输入端和所述信号输出电路的输入端均电连接。
9.根据权利要求1所述的多频率信号解调器，其特征在于，所述解调器还包括看门狗电路；
所述看门狗电路与所述控制电路电连接。
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